本科毕业设计-吸尘器设计说明书.doc

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1、III 贵州大学本科毕业论文（设计） 第 页目录摘要IIIAbstractIV第一章 前言11.1 设计的目的和意义11.2 CAD/CAM技术发展趋势41.2.1 CAD/CAM技术发展的特点51.2.2 我国CAD/CAM技术发展概况81.3 制造仿真技术在制造业中的应用111.4设计中需要解决的主要问题及难点111.5设计的流程12第二章 制造平台的构建132.1 设计仿真平台132.1.1 计算机132.1.2 软件的选用132.2 加工平台132.3 信息传送平台14第三章 材料的选用153.1 吸尘器外壳的材料选用153.2 模具钢的材料选用15第四章 CAD设计部分164.1 C

2、AD建模164.1.1 目标零件分析164.1.2 建模164.2 装配244.3 分模设计254.3.1 抽壳254.3.2 压凹分模274.3.3 装配31第五章 CAM设计部分335.1 CAM软件的选取335.2 目标零件加工工艺分析（数控工艺）335.2.1 加工中心工艺分析355.2.2 零件结构工艺性分析355.2.3 零件的定位与装夹355.3 虚拟加工流程365.3.1数控编程简述365.4 数控加工工艺分析375.5 吸尘器外壳凹模的模拟加工过程375.6程序生成45第六章 程序47第七章 实际加工50结论54致谢56附录57摘要针对现在阶段我国机械行业发展的现状，系统地分

3、析我国机械行业发展趋势及计算机辅助技术（CAD/CAM）的要求，对国内外各种CAD/CAM设计软件的特点及其应用进行了分析和使用，指出了CAD/CAM系统应用在生产中的重要性。阐述了数字化设计制造技术的发展及应用对我国机械制造业的意义所在。数字化设计制造打破了传统的生产模式，步入无图纸化的设计生产模式的新时代。在模具设计方面，很多结构复杂的模具只有在设计制造一体化的系统中才能高效率、高质量地生产，在大批量生产中降低了成本。关键词：机械行业，数字化，无图化，新时代Abstract In view of the situation of stage machinery industry devel

4、opment in our country now, systematically analyzes the machinery industry development trend and computer-aided technology (CAD/CAM), requirements, both at home and abroad of various CAD/CAM design software and its application are analyzed and the characteristics of use, points out the importance of

5、CAD/CAM systems used in production. Expounded the development and application of CAD/CAM technology to the meaning of machinery manufacturing industry in our country. Digital design and manufacturing has broken the traditional mode of production, into no drawings of the design mode of production of

6、the new age. In terms of mold design, many complex mould only in design and manufacture of integrated systems for their high efficiency, high quality production, reduce the cost in mass production. Keywords: mechanical industry, digital, no PIC, a new era56 贵州大学本科毕业论文（设计） 第 页第一章 前言1.1 设计的目的和意义 设计是产品

7、生命周期中的第一个环节，也是最重要的环节。工程研究与实践表明：整个产品生命周期约 80的费用是由产品设计阶段(从产定义到制造之前)的工作所决定的，而这一阶段本身所需费用则占不到总费用的 3。人类的创造性活动在整个产品设计过程中最为活跃，其工作对后续工作具有决定性影响。设计方法学是在深入研究设计过程本质的基础上，以系统工程的观点。三维设计soildworks的优点有: 1三维设计对于初学设计的人员具有上手快，立体感强的优点。而二维设计需要很强的立体想象能力，这种能力对于初学者比较困难，容易出错。 2三维设计可以采用参数化设计，相对二维设计修改方便、快速、简单。 3三维设计一般采用模块化设计，同时

8、利用装配将整个模具通过对应关系组合在一起更加直观清楚。 4利用干涉检查功能可以避免复杂模具设计是经常回出现的“干涉”问题。避免存在结构性错误。模具设计的准确性。这个功能是二维设计不能具备的。 5在具有三维实体的环境下出二维工程图保证平面图、断面图、局部图等准确可靠。 6三维模具在设计阶段就可以计算出模具的重量，准确控制成本。 7利用三维实体加工制作保丽龙，有效地提高了实型制作效率。并且保证机械加工余量均匀、可控，是“无人化”数控加工生产的前提。 8三维实体模具可以使CNC的一次、二次加工面编编程加工。减少机械加工出错的节点，彻底实现“无图化”生产。 9在钳工装配极端，因为三维实体的直观的特点，

9、可以大大减少工人识图的时间，缩短了生产周期。 10利用三维设计，在最初阶段就能够实现上游部门和下游部门数据共享，这样有利于下游工序产生问题意识或提出技巧，并将其反映给设计部门。 11三维实体设计是一种可以尝试前所未有的、全新的构思的工具。因为它可以任意试验在实物上不允许的失败，使设计人员不怕失败，勇于创新。 所以，soildworks等三维设计在工业上已经普遍使用，在工业领域将得到一个相当重之地位。 CAD整体解决方案系列产品由以中望为龙头发起的“国产 CAD 软件联盟”推出，其尽最大限 度优化整合优秀的国产软件资源，通过各厂商之间的优势互补，集一流智慧，为企业打造出 拥有极高性价比的一体化方

10、案，彻底解决了企业低成本应用 CAD 软件的难题。 中望与各联盟成员的最新产品研发计划正在紧锣密鼓的推进之中。相信不久的将来，联盟将为制造企业带来越来越多的创新成果，为实现中国制造业走向世界的目标贡献力量。本次峰会是 e-works 自 2005 年以来第四次成功举办的 PLM 领域高峰论坛。这一覆 盖了军工、汽车、机械、电子电器等相关领域的年度专业盛筵，吸引了包括华为、TCL、三 一重工、上汽集团、中兴通信等国内数百家著名制造企业参加。未来，以中望为首的国产 CAD 软件厂商将把更先进的 CAD 技术深入应用到制造业各领域， 帮助国内企业解决产品研发 中的实际问题，以一流的技术和服务助力企业

11、调整和改善产品结构、提高产品技术含量，让 “中国创造”遍布世界的每一个角落。而EdgeCAM等软件将作为设计的后盾，在机械行业引导向前进。如今，CATIA是法国Dassault System公司的CAD/CAE/CAM一体化软件，居世界CAD/CAE/CAM领域的领导地位。广泛应用于航空航天、汽车制造、造船、机械制造、电子电器、消费品行业，它的集成解决方案覆盖所有的产品设计与制造领域，其特有的DMU电子样机模块功能及混合建模技术更是推动着企业竞争力和生产力的提高。CATIA 提供方便的解决方案，迎合所有工业领域的大、中、小型企业需要。包括:从大型的波音747飞机、火箭发动机到化妆品的包装盒，几

12、乎涵盖了所有的制造业产品。在世界上有超过13,000的用户选择了CATIA。CATIA 源于航空航天业，但其强大的功能以得到各行业的认可，在欧洲汽车业，已成为事实上的标准。CATIA 的著名用户包括波音、克莱斯勒、宝马、奔驰等一大批知名企业。其用户群体在世界制造业中具有举足轻重的地位。波音飞机公司使用CATIA完成了整个波音777的电子装配，创造了业界的一个奇迹，从而也确定了CATIA 在CAD/CAE/CAM 行业内的领先地位CATIA是法国Dassault System公司的CAD/CAE/CAM一体化软件，居世界CAD/CAE/CAM领域的领导地位，广泛应用于航空航天、汽车制造、造船、机

13、械制造、电子电器、消费品行业，它的集成解决方案覆盖所有的产品设计与制造领域，其特有的DMU电子样机模块功能及混合建模技术更是推动着企业竞争力和生产力的提高。CATIA 提供方便的解决方案，迎合所有工业领域的大、中、小型企业需要。包括:从大型的波音747飞机、火箭发动机到化妆品的包装盒，几乎涵盖了所有的制造业产品。在世界上有超过13,000的用户选择了CATIA。CATIA 源于航空航天业，但其强大的功能以得到各行业的认可，在欧洲汽车业，已成为事实上的标准。CATIA 的著名用户包括波音、克莱斯勒、宝马、奔驰等一大批知名企业。其用户群体在世界制造业中具有举足轻重的地位。波音飞机公司使用CATIA

14、完成了整个波音777的电子装配，创造了业界的一个奇迹，从而也确定了CATIA 在CAD/CAE/CAM 行业内的领先地位所以，在将来的机械行业，数字化设计与制造永远不被淘汰，更会带着我们的社会一步步发展。此次设计的主要内容：1、实现无图纸化的数字化设计制造的平台。 2、使用soildworks软件插入图片来构建吸尘器三维模型，是一个设计难点。 3、根据模具的特点进行分模，做模具装配动画。 4、确定模具，选择加工工艺、夹具及其刀具。用EdgeCAM模拟加工，自动生成G代码，并做模具仿真动画。 5、将G代码传送到加工中心，加工模具。1.2 CAD/CAM技术发展趋势 计算机辅助设计与制造（CAD、

15、CAM）技术产生于20世纪50年代后期发达国家航空和军事的工业中，随着计算机信息的发展，CAD、CAM技术在全球迅速普及开来，带来了一个新时代。CAD/CAM对于制造业来说，它不仅给设计人员带来了简便，也提高了设计品质和制造品质，缩短了设计的开发周期，降低了设计成本和开发的强有力手段。为制造商赢得市场的制胜法宝。因此，研究我国机械行业，利用CAD、CAM技术的应用现状，探讨其发展前景，对加快我国机械行业CAD、CAM技术推广应用步伐，提高我国机械制造业在国际的竞争力有深远的意义。 CAD技术是当今世界发展最快的技术之一。它不仅促使了生产模式的转变，同时也促进了市场的发展。如今，CAD/CAM技

16、术已经在许多领域中得到应用，这里只讨论在制造业中的应用，设计知识、 产品开发计划、 零件图、装配图、 产品功能需求。根据产品开发计划和对产品功能的要求，不再仅仅是依靠设计者个人的知识和能力去设计，而是运用包括设计者本人和存储在计算机中的多种知识，在CAD系统和数据库的支持下进行工作。这种工作方式设计出的产品大大优于单个设计师凭个人脑力和能力设计出的产品。另外，CAD输出的结果也不仅仅是装配图和零件图，还包括设计、制造过程中应用计算机所需的各种信息。 CAM 技术概念 。 CAM技术主要是围绕着数控编程技术开始发展的。数控加工是CAD/CAM发挥效益最直接最明显的环节之一。加工对象的形状越复杂，

17、加工精度越高，设计更改越频繁，数控加工的优越性越容易得到发挥。因此数控编程技术受到高度重视。然而从制造的全过程看，应用计算机作为辅助手段的不仅仅是数控编程，还有许多技术和方法归类于CAM的范畴，如计算机辅助工艺规划（CAPP）、计算机辅助生产管理（CAPM）、生产活动控制（PAC）和模具的设计及其G代码的生成等。其中有些内容已经超出了制造过程和间接制造过程；狭义CAM则是指制造过程中某个环节上应用计算机。是对狭义CAM的一种概念性解释，其中在制造全过程的数控编程环节上应用了计算机。加工设备、工艺路线文件、工序、数控加工程序、内容文件、零件信息、CAM数控检测程序、数据库和CAM系统CAD/CA

18、M技术概念 实际应用中，CAD/CAM是以系统方式出现的，包括商品化CAD/CAM系统和企业根据应用目标构件的CAD/CAM系统。系统中包括设计与制造过程的三个主要环节，即CAD、CAPP（Computer Aided Process Planning）和NCP(Numerical Control Programming)。其中CAPP和NCP属于CAM范畴。完善的CAD/CAM系统一般包括产品设计、工程分析、工艺过程规划、数控编程、工程数据库以及系统接口几个部分。这些部分以不同的形式组合集成就构成各种类型的系统。1.产品设计 产品设计包括产品的方案设计和结构设计，它们均在计算机的辅助下完成。

19、在结构设计中，可以应用当前较成熟的曲面造型技术、实体造型技术和特征造型技术。另外，在设计阶段就要考虑零件的几何特征和制造工艺特征，使产品设计的数据能在其他环节中使用。 2.产品分析 产品分析包括对产品的性能，材料的选择等。3.工艺过程规划 工艺过程规划是将产品设计阶段的几何特性和制造工艺特性等数据信息转换为各种加工和制造管理信息。零件加工过程的计算机辅助设计包括完成工艺路线与工序设计、产生工序图和工艺文件、向CAM提供数控编程所需的工艺信息。CAPP一般采用样件法和创成法原理。特征造型技术完整地描述了零件的几何与工艺特征信息。CAPP首先要建立一个工艺路线设计、工序设计规划、工艺决策方法等知识

20、建立知识库。工艺数据库包括机床、刀具、夹具和切削参数等。 4.数控编程 加工零件需要来自CAD方面的几何信息和来自CAPP方面的工艺信息。利用这些信息完成零件的数控加工编程及仿真，并提供数控加工指令文件和加工时间信息。 1.2.1 CAD/CAM技术发展的特点 如今，CAD/CAM的代表软件有很多，在机械行业，计算机辅助设计（CAD）主要用AutoCAD，而计算机辅助制造（CAM)主要有MasterCAM、EdgeCAM等。它们的发展状况直接影响机械行业的效率和制造质量。CAD/CAM技术经过几十年的发展，先后走过大型机、小型机、工作站、微机时代，每个时代都有当时流行的CAD/CAM软件。现在

21、，工作站和微机平台CAD/CAM软件已经占据主导地位，并且出现了一批比较优秀、比较流行的商品化软件。这类软件的特点是优越的参数化设计、变量化设计及特征造型技术与传统的实体和曲面造型功能结合在一起，加工方式完备，计算准确，实用性强，深受设计者好赞，爱不释手。 21世纪模具制造行业的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和网络化,追求的目标是提高产品质量及生产效率,缩短设计周期及制造周期,降低生产成本,最大限度地提高模具制造业的应变能力,满足用户需求。具体表现出以下几个特征。 （1)标准化 CAD/CAM系统可建立标准零件数据库,非标准零件数据库和模具参数数据库。标准零件库中的零件在CAD设计中可以

22、随时调用,并采用GT(成组技术)生产。非标准零件库中存放的零件,虽然与设计所需结构不尽相同,但利用系统自身的建模技术可以方便地进行修改,从而加快设计过程,典型模具结构库是在参数化设计的基础上实现的,按用户要求对相似模具结构进行修改,即可生成所需要的结构。 （2)集成化技术 现代模具设计制造系统不仅应强调信息的集成,更应该强调技术、人和管理的集成。在开发模具制造系统时强调“多集成”的概念,即信息集成、智能集成、串并行工作机制集成及人员集成,这更适合未来制造系统的需求。 （3)智能化技术 应用人工智能技术实现产品生命周期(包括产品设计、制造、使用)各个环节的智能化,实现生产过程(包括组织、管理、计

23、划、调度、控制等)各个环节的智能化,以及模具设备的智能化,也要实现人与系统的融合及人在其中智能的充分发挥。 （4)网络技术的应用 网络技术包括硬件与软件的集成实现,各种通讯协议及制造自动化协议,信息通讯接口,系统操作控制策略等,是实现各种制造系统自动化的基础。目前早已出现了通过Internet实现跨国界模具设计的成功例子。 （5)多学科多功能综合产品设计技术 未来产品的开发设计不仅用到机械科学的理论与知识,而且还用到电磁学、光学、控制理论等知识。产品的开发要进行多目标全性能的优化设计,以追求模具产品动静态特性、效率、精度、使用寿命、制造成本与制造周期的最佳组合。 （6)逆向工程技术的应用 在许

24、多情况下,一些产品并非来自设计概念,而是起源于另外一些产品或实物,要在只有产品原型或实物模型,而没有产品图样的条件下进行模具的设计和制造以便制造出产品。此时需要通过实物的测量,然后利用测量数据进行实物的CAD几何模型的重新构造,这种过程就是逆向工程RE(ReverseEngineering)。逆向工程能够缩短从设计到制造的周期,是帮助设计者实现并行工程等现代设计概念的一种强有力的工具,目前在工程上正得到越来越广泛的应用。 （7)快速成形技术 快速成形制造技RPM(RapidPrototyping&Manufacturing)是基于层制造原理,迅速制造出产品原型,而与零件的几何复杂程度丝毫无关,

25、尤其在具有复杂曲面形状的产品制造中更能显示其优越性。它不仅能够迅速制造出原型供设计评估、装配校验、功能试验,而且还可以通过形状复制快速经济地制造出产品模具(如制造电极用于EDM加工、作为模芯消失铸造出模具等),从而避免了传统模具制造的费时、高成本的NC加工,因而RPM技术在模具制造中日益发挥着重要的作用。 经过这几十年的发展,我国模具CAD/CAM有了长足的发展,模具CAD/CAM技术已经被广泛应用于我国企业。我国研制模具CAD/CAM软件的开发水平也逐渐接近国外先进水平。在政府的大力支持下先后出现了一批先进的模具CAD/CAM示范企业,高校和企业也培养了一大批模具CAD/CAM软件开发及应用

26、人才。但总的来说,我国目前模具CAD/CAM软件不管是从产品开发水平还是从商品化、市场化程度都与发达国家有不小的差距。模具CAD/CAM技术水平还处于向高技术集成和向产业化商品化过渡的时期,研制的软件在可靠和稳定性方面与国外工业发达国家的软件尚有一些差距,还没有针对性的软件,使用一般都是通用性软件。但是我们不但要看清我们的劣势,也要看到我们的优势。与国外软件相比我们的优势是:了解本国市场,便于提供技术支持,相对价格便宜等。另外,我们有政府的大力支持,各大高校也为CAD软件的开发培养了大批的人才。在这些前提下,我国模具CAD/CAM产业不仅要紧跟时代潮流,跟踪国际最新动态,遵守各种国际规范,形成

27、自己独特的优势,更要立足国内,结合国情,面向国内经济建设的需要,开发出有自己特色,符合中国人习惯的CAD/CAM软件。1.2.2 我国CAD/CAM技术发展概况近年来， 随着我国正式加入WTO，经济全球化和信息化使我国制造企业的竞争环境、发展模式和活动空间等发生了深刻变化，这些变化对我国制造企业提出了严峻的挑战，如何提高自身的核心竞争力已成为制造企业关注的焦点。目前看来CAD/CAM 技术应用需求的发展趋势主要有以下几点： 1CAD/CAM 系统应具有更高的开放性 C A D / C A M 系统的开放性主要体现在系统的工作平台、用户接口、应用开发环境以及与其他系统的信息交换等方面。现在市场上

28、的CAD/CAM 产品一般都会为最终用户提供二次开发环境，有些产品甚至会提供其内核源码。这样就允许用户定制自已的C A D /CAM 系统，具有很好的开放性。CAD/CAM 系统的开放性是决定其能否真正达到实用化、能否真正使之转化为现实生产力的基础。C A D / C A M 软件商应该向企业提供易学易用的二次开发工具，即开发面向行业和企业应用的专用C A D /CAM 软件和数据库。随着计算机技术的不断发展，适合企业的CAD/CAM 应用系统将会更加友好，更受用户欢迎。 2CAD/CAM 系统应具备更好的集成性 集成就是向企业提供CAD/CAM 一体化的解决方案。集成的出发点是：企业中各个环

29、节是不可分割的，必须统一考虑；企业的整个生产过程实质上是信息的采集、传递和加工处理的过程。 CAD/CAM 系统应用集成性的提高可分为以下四个步骤： （1）以“甩掉图板”为目标的计算机辅助绘图与设计系统； （2）以资源共享、权限控制为目标的产品信息管理系统（PDMS），由此可以甩掉纸介质的图纸文档，并且在企业实现设计生产信息和管理信息的集成，逐步实现甩掉工艺卡； （3）以建立全局产品模型、无纸设计、加工管理为目标的计算机辅助三维设计、分析、仿真模拟以及加工集成系统； （4）以控制产品生命周期为目标的并行工程。其基本要素是优化设计，并且从产品性能设计、产品制造工艺性能设计、产品可检测性能设计、产

30、品可维护性能设计以及产品依从性能设计入手进行优化。 3CAD/CAM 系统应用逐步深入，企业提出智能化需求 设计是一个含有高度智能的人类创造性活动，智能CAD/CAM 是CAD/CAM 发展的必然方向。从人类认识和思维的模型来看，现有的人工智能技术对模拟人类的思维活动（包括形象思维、抽象思维和创造性思维等多种形式）往往是束手无策的。因此，智能C A D / C A M 系统不仅仅是简单地将现有的智能技术与CAD / CAM 技术相结合，更要深入研究人类设计的思维模型，并用信息技术来表达和模仿。 要使产品、工程和系统的质量好、成本低、市场竞争力强，就需要用最好的设计、最好的加工和最好的管理，就十

31、分迫切需要总结国内外相关产品、工程和系统的设计制造经验教训，融合成功的设计制造经验完成智能设计、智能制造系统去指导新产品、新工程和新系统的设计制造，这样才能使我们的产品、工程和系统有创新性。 4CAD/CAM 系统标准化工作是企业应用的有力保障现有CAD/CAM 软件一般是集成在一个异构的工作平台之上，为了支持异构跨平台的环境，就要求它应是一个开放的系统，这需要采用标准化技术来保障异构环境下数据的一致性和交互性。 除了CAD/CAM支撑软件逐步实现ISO 标准和工业标准外，面向应用的标准构件（零部件库）、标准化方法也已成为CAD/CAM系统中的必备内容，且向着合理化工程设计的应用方向发展。 完

32、善的CAD/CAM标准体系是指导我国标准化管理部门进行CAD/CAM技术标准化工作的科学依据，是开发制定CAD/CAM技术各相关标准的基础，也是促进CAD/CAM 技术普及应用的约束手段。因此，在CAD/CAM应用中应跟踪国际的相关标准、研究制定符合我国国情的CAD/CAM 标准，并切实加以执行。这是促进我国CAD/CAM 技术研究开发、推广应用不断发展的重要证. CAD/CAM 的技术进步始终与工程实际相结合，历史上在其发展过程中产生了巨大的经济效益和社会效益，它在我国的应用和发展必将对制造企业产生深远的影响，对提高我国制造企业核心竞争力起到举足轻重的作用。随着国外先进C A D /CAM

33、技术的大量引进及大力实施国家“863 计划”、创新基金、国家重大科技产业工程项目等重大科技计划，我国综合科学技术水平将日益提高，CAD/CAM 技术在国内制造业将日趋实用化与普及化。1.3 制造仿真技术在制造业中的应用 在制造企业产品设计和制造的过程中,计算机仿真一直是不可缺少的工具,它在减少损失、节约经费、缩短开发周期、提高产品质量等方面发挥了巨大作用.制造业竞争的日趋激烈,促使各国研究和应用先进制造技术.先进制造技术的应用和发展,为计算机仿真的应用提供新的舞台,提出更高的要求.从发展的历程来看,仿真技术应用的领域空前的扩大,已从传统的制造领域(生产计划制定、加工、装配、测试)扩展到产品设计

34、开发和销售领域.而与网络技术结合所带来的仿真的分布性、与图形和传感器技术相结合所带来的仿真的交互性、以及仿真技术应用的集成化,是仿真技术在制造业中应用的新趋势.按照仿真技术应用的对象不同,可将制造业中应用的仿真分为四类:面向产品的仿真;面向制造工艺和装备的仿真;面向生产管理的仿真;面向企业其它环节的仿真.本文将从以上四个方面,介绍计算机仿真在制造业中的具体应用.本文最后还介绍了虚拟现实和拟实制造的概念,作为计算机仿真在制造业中应用的展望. 现在，面向制造系统的仿真出现了一体化支撑软件，实现了仿真建模、仿真运行、输出分析的集成环境，仿真监控运用了并发执行机制，在数据库管理的基础上实现了模型数据、

35、实验数据、仿真结果的统一管理，人工智能技术也应用在仿真建模、仿真运行和仿真结果的分析中。1.4设计中需要解决的主要问题及难点 首先，对于我们的设计研究，怎么才能工件吸尘器的模型，怎么进行分模和加工，生成G代码后怎么传送到加工中心加工。这是设计中所面对的重点和难点要对专业知识的巩固和了解，设计软件的熟悉掌握，如CAD，soildworks及EdgeCAM，对制造仿真生成G代码的学习。在设计的过程中，有一个好的思绪去准备，为设计理一个大概的提纲，这样在设计过程中就有条理地进行。 建模是我们的一大难点，以图片建模，相当考验我们对软件的熟练程度，曲面的构建，对命令的使用和认识。 在建模中认识到许多不足

36、的地方，不停的学习和练习，在知道老师和同学的帮助和指导下，终于还是完成了建模部分。1.5设计的流程1、第一周进行开题报告的书写，查阅收集相关资料。并对模型的结构进一步地了解。2、第二周进行模型分析，尝试开始建立模型。3、第三周进行模型确定和分模。4、第四周完成模具的三维模型，并附带二维图纸，图纸根据要求选择合适的模板格式。5、第五周和第六周完成模具的CAM部分加工设计及G代码的生成。6、第七周、第八周在加工中心制造吸尘器外壳凹模的模具。7、第九周和第十周完成吸尘器外壳图模模具的装配仿真，分模仿真和加工仿真。8、第十一周到第十四周书写毕业设计说明书。第二章 制造平台的构建2.1 设计仿真平台关于

37、对模具的设计，首先，我们必须有一台计算机和设计软件。这是我们必不可少的。数字化设计制造在社会工业上得到尤为迅速的发展，仿真平台渐渐地和实际生产相吻合，使生产得到质量上和效率上的到保障。从设计到生产，主要需要这些过程：设计建模分模工艺分析CAM加工仿真G代码生成加工中心2.1.1 计算机 计算机是设计的基本核心，所有的设计都离不开它，它带给我们方便和设计的平台，所有需要一台计算机必须和所选用的软件想兼容，这样才能使设计顺利完成。2.1.2 软件的选用 设计软件我们使用soildworks和EdgeCAM三个软件。在设计的软件中，比如AutoCAD、UG、proe、Catia、soildEdge等

38、这些都是比较常见的三维设计软件，而制造仿真软件中MasterCAM也是常见的，但是，在此次设计中，考虑很多的问题，最后选定soildworks和EdgeCAM两个软件作为设计的工具和软件研究的对象。2.2 加工平台 加工中心最适合加工形状复杂、工序较多、要求较高的零件，这类零件常需使用多种类型的通用机床、刀具和夹具，经多次装夹和调整才能完成加工。对于机构比较复杂的吸尘器，曲面的加工是非常复杂的，虽然不需要二次夹具，但是它在加工时候需要的步骤太多。所以，我们必须有一个加工的平台，就是加工中心，只需要CNC代码和正确的选择夹具及其刀具。在模拟加工的过程中，让设计更明白地展现在我们实现里，加工过程和

39、G代码的生成。2.3 信息传送平台 将模拟加工中生成的G代码通过RS232瑞口用传输线从电脑传到机器中，但是，机械的种类不同和系统选择不一，所以传送选择的端口等不同。系统接好机器与电脑连接线后,在电脑里设定好传输参数(要与机器内置参数一样)如传输速率,停止位元,结束位元等。第三章 材料的选用3.1 吸尘器外壳的材料选用 吸尘器的材料选择亚克力，我们选择亚克力，是有一定的根据，首先，它有很多的有点：1.加工可塑性大，可制成各种所需要的形状与产品，造型变化大，加工成型容易2.具有高透明度，透光率达92，有塑胶水晶之美誉，做出来的产品视觉上美观。3.耐候及耐酸碱性能好，不会因常年累月的日晒雨淋，而产

40、生泛黄及水解的现象；4.抗冲击力强，是普通玻璃的十六倍5.绝缘性能优良，适合各种电器设备； 但是，它也有缺点：首先，它价格昂贵，不利于运输，对于大批量生产，运输过程很容易损坏。加工时摩擦产生异味，钻孔容易滑丝。但对于我们只是选择研究，用亚克力来代替模具钢作为研究对象，不会因为它一些缺点而不选择它的优点。3.2 模具钢的材料选用用亚克力来模拟模具钢来做模具，代替模具钢作为研究对象，容易加工，美观。 第四章 CAD设计部分4.1 CAD建模 开始建模，开始进入设计的重要环节。4.1.1 目标零件分析吸尘器是很常见的，但是它的外形种类不胜枚举。零件图片 一个很多曲面构成的吸尘器模具。首先对模具的分析

41、了解，这样只有一张图片的模型，要对它的大小尺寸的固定我们必须用图片来建模。它是由一个个曲面构成，而有些曲面我们根本无法去建，只能先建出与它相邻且连接的两个曲面，然后放样生成。4.1.2 建模 选择建模的软件我选择soildworks2012. 首先，选择模具的正视图插入到soildworks软件中，选择前视基准面，如图所示：零件图片1然后选择右视基准面插入右视图零件图片2插入图片完成后，构建模具的轮廓和所需的曲面。零件图片3如图所示是根据插入的图片所建出的曲面，然后经过分割、放样等命令构建出。零件图片4用两个曲面放样得到：零件图片5因为吸尘器是个对称模具，所以建模的时候只需要它的一半，镜像然后

42、实体完成建模。如图： 前视图上视图右视图模具图模具的工程图示例图片如下图所示：工程图4.2 装配关于它的配合，这个建模的时候是一个实体的一半镜像而成，所以在配合的时候不会出错，如图：装配图4.3 分模设计 分模设计这一块，因为它是一个对称的模具，所以在分模的时候选择一半来做，如果用整个实体来做，复杂且不好选分型面。 对于这样一个不规则的模具做分模时，抽壳是一个很大的问题，曲率分析，曲率太小的曲面抽壳时厚度不能大于曲率的半径，所以要选择一个适合的厚度来抽壳，这样才能完成抽壳这一部分。4.3.1 抽壳 将模具的一半来作为抽壳和设计的研究对象。如图：模具目标图选择切面作为抽壳的面，因为这个面是整个实

43、体最大的面，便于分模。按照标准选择抽壳的厚度。塑料料制品的最小壁厚及常用壁厚推荐值(单位mm)工程塑料最小壁厚小型制品壁厚中型制品壁厚大型制品壁厚尼龙(PA)0.450.761.502.403.20聚乙烯(PE)0.601.251.602.403.20聚苯乙烯(PS)0.751.251.603.205.40有机玻璃(PMMA)0.801.502.204.006.50聚丙烯(PP)0.851.451.752.403.20聚碳酸酯(PC)0.951.802.303.004.50聚甲醛(POM)0.451.401.602.403.20聚砜(PSU)0.951.802.303.004.50ABS0.8

44、01.502.202.403.20PC+ABS0.751.502.202.403.20表14.3.2 压凹分模压凹分模不用选择分型面和分型线，压凹的实质就是将模具作为对象，将一个实体一份为二，得出一个凹模和一个凸模。将抽壳完成的模具用soildworks打开，以抽壳的面作为基准面拉伸凸台，凸台的尺寸为150*150*28.57mm，不合并结果。如图所示：压凹打开压凹命令，以拉伸的凸台作为目标实体，吸尘器模具作为工具实体，完成压凹。如图所示图1压凹完成后，生成一个完全装配的三个实体，吸尘器模具、凹模和凸模。凹模图凸模图吸尘器模具4.3.3 装配吸尘器的分模装配如图所示：装配图第五章 CAM设计部

45、分 CAM设计部分充分体现了实体与刀具路径之间的关联，实体的几何特征(如:高度、深度、直径)的确定，在软件想要修改，只需将刀具路径进行更新即可，这就是edgecam的一个好处，他可以适时修改，不需要从头做，改了其中一个参数，可以自动修改相关联的其他参数和操作而无须重新编辑。所以，在我们做模具设计，CAM是必不可少的部分。5.1 CAM软件的选取在设计中，CAM主流软件很多。 1、MasterCAM是加工编程软件，但是建模不在强项。 2、proe侧重建模，对于模拟加工和工艺选择不够好。 3、UG两者都能作，而且功能比较强大，感觉UG比较不错，现在国内南方小公司用proe比较多，一些比较大的公司用UG比较多，因为proe建模相对来说方便一点，功能也还行，UG则比较全面建模不弱于proe甚至某些建模功能还强，而且加工，分析，钣金，模具，PLM做的都很好，所以一般大公司选择UG比较多，只是学习较难。 因为考虑很多因素，我们选择EdgeCAM来作为设计的CAM软件